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DE10259954A1 - Device for determining the wheel and / or axle geometry of motor vehicles - Google Patents

Device for determining the wheel and / or axle geometry of motor vehicles Download PDF

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Publication number
DE10259954A1
DE10259954A1 DE10259954A DE10259954A DE10259954A1 DE 10259954 A1 DE10259954 A1 DE 10259954A1 DE 10259954 A DE10259954 A DE 10259954A DE 10259954 A DE10259954 A DE 10259954A DE 10259954 A1 DE10259954 A1 DE 10259954A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wheel
image recording
recording device
feature
arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10259954A
Other languages
German (de)
Inventor
Dietrich Adolph
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10259954A priority Critical patent/DE10259954A1/en
Priority to EP03814445A priority patent/EP1579172A1/en
Priority to PCT/DE2003/002517 priority patent/WO2004061390A1/en
Priority to CNB038256703A priority patent/CN100347518C/en
Priority to US10/540,339 priority patent/US7380344B2/en
Publication of DE10259954A1 publication Critical patent/DE10259954A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Rad- und/oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen in einem Messraum mittels einer optischen Messeinrichtung mit mindestens einer Bildaufnahmeeinrichtung, die eine Markierungseinrichtung einschließlich mindestens eines Karosseriemerkmals und einer Bezugsmerkmalsanordnung erfasst, und mit einer Auswerteeinrichtung, wobei die Lage der Bezugsmerkmale in dem Messraum in der Auswerteeinrichtung bekannt ist und die Erfassung der Markierungseinrichtung während der Fahrt des Kraftfahrzeuges erfolgt. Die Bildaufnahmeeinrichtung ist mit einem zu vermessenden Rad an dessen Radfelge drehgelenkig verbunden und folgt der Drehbewegung des Rades, wobei die optische Achse der Bildaufnahmeeinrichtung stets im Wesentlichen senkrecht und die Drehachse des Drehgelenks in allen Radstellungen im Wesentlichen parallel zur Fahrbahnebene ausgerichtet ist. Die Bezugsmerkmalsanordnung ist in der Fahrbahnebene im Sehfeld der Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet und das mindestens eine Karosseriemerkmal ist stets im Sehfeld der Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet und folgt der Bewegung des Kraftfahrzeuges. Die Lage der Drehachse und/oder die Drehebene des Rades ist anhand der lage eines zu ermittelnden Radmerkmals bestimmbar.The invention relates to a device for determining the wheel and / or axle geometry of motor vehicles in a measuring room by means of an optical measuring device with at least one image recording device, which detects a marking device including at least one body feature and a reference feature arrangement, and with an evaluation device, the location of the reference features is known in the measuring room in the evaluation device and the detection of the marking device takes place while the motor vehicle is traveling. The image recording device is pivotally connected to a wheel to be measured on its wheel rim and follows the rotational movement of the wheel, the optical axis of the image recording device always being oriented essentially perpendicularly and the axis of rotation of the pivot joint being aligned essentially parallel to the roadway plane in all wheel positions. The reference feature arrangement is arranged in the roadway plane in the field of view of the image recording device and the at least one body feature is always arranged in the field of view of the image recording device and follows the movement of the motor vehicle. The position of the axis of rotation and / or the plane of rotation of the wheel can be determined on the basis of the position of a wheel feature to be determined.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Rad- und/oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen in einem Messraum mittels einer optischen Messeinrichtung mit mindestens einer Bildaufnahmeeinrichtung, die eine Markierungseinrichtung einschließlich mindestens eines Karosseriemerkmals und einer Bezugsmerkmalsanordnung erfasst, und mit einer Auswerteeinrichtung, wobei die Lage der Bezugsmerkmale in dem Messraum in der Auswerteeinrichtung bekannt ist und die Erfassung der Markierungseinrichtung während der Fahrt des Kraftfahrzeuges erfolgt.The invention relates to a device for determining the wheel and / or axle geometry of motor vehicles in a measuring room by means of an optical measuring device with at least an image recording device which includes a marking device at least a body feature and a reference feature arrangement, and with an evaluation device, the location of the reference features is known in the measuring room in the evaluation device and the detection of the Marking device during the motor vehicle is traveling.

Stand der TechnikState of technology

Aus der DE 197 57 760 A1 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, die zwei Bildaufnahmeeinrichtungen benötigt, um die Markierungseinrichtungen aus zwei unterschiedlichen Perspektiven zu erfassen. Zu diesem Zweck sind die zwei Bildaufnahmeeinrichtungen seitlich in einem Abstand zu dem vorbeifahrenden Kraftfahrzeug angeordnet. Eine zusätzliche Markierungseinrichtung ist zwischen den Bild aufnahmeeinrichtungen und dem Kraftfahrzeug aufgestellt, welche zur Auswertung als Bezugsmerkmalsanordnung zur Bestimmung einer Radebene herangezogen wird. Aus der relativen Lage der Radebene zu den Fahrzeugbewegungskoordinaten lässt sich zumindest die Rad- und/oder Achsgeometrie bestimmen.From the DE 197 57 760 A1 Such a device is known which requires two image recording devices in order to capture the marking devices from two different perspectives. For this purpose, the two image recording devices are arranged laterally at a distance from the passing motor vehicle. An additional marking device is placed between the image recording devices and the motor vehicle, which is used for evaluation as a reference feature arrangement for determining a wheel plane. At least the wheel and / or axle geometry can be determined from the relative position of the wheel plane to the vehicle movement coordinates.

Auch die DE 199 34 864 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Rad- und/oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen, welche ebenfalls eine Anordnung von zwei Bildaufnahmeeinrichtungen aufweist. Hierbei werden zusätzliche Bezugsmerkmale in einer Ebene angeordnet, welche zur Bestimmung der Vertikalenrichtung im Messraum dienen. Die Lage der Raddrehachse wird bezüglich der Vertikalen und der Richtung der Fahrachse, welche aus der Bewegungsbahn des Karosseriemerkmals gewonnen wird, bestimmt.Also the DE 199 34 864 A1 shows a device for determining the wheel and / or axle geometry of motor vehicles, which also has an arrangement of two image recording devices. Here, additional reference features are arranged in one plane, which are used to determine the vertical direction in the measuring room. The position of the wheel axis of rotation is determined with respect to the vertical and the direction of the driving axis, which is obtained from the movement path of the body feature.

Derartige Vorrichtungen benötigen stets zwei Bildaufnahmeeinrichtungen pro Rad, die aufwendig auf einen gemeinsamen Messraum eingestellt werden müssen. Darüber hinaus ist der Platzbedarf seitlich des Kraftfahrzeugs groß aufgrund des benötigten Abstands von den aufzunehmenden Merkmalen.Such devices always need two image recording devices per wheel, which is expensive on one common measuring room must be set. In addition, the space requirement large due to the side of the motor vehicle the required distance of the characteristics to be recorded.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Rad- und/oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen der vorstehend genannten Art derart zu verbessern, dass bei einfachem Messaufbau eine Reduzierung des gesamten Platzbedarfs für die Messanordnung gegeben ist. Drüber hinaus soll eine Vollvermessung der Rad- und/oder Achsgeometrie möglich sein.It is an object of the invention Device for determining the wheel and / or axle geometry of motor vehicles to improve the type mentioned above in such a way that with a simple measurement setup given a reduction in the total space required for the measurement arrangement is. Beyond A full measurement of the wheel and / or axle geometry should be possible.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Bildaufnahmeeinrichtung mit einem zu vermessenden Rad an dessen Radfelge drehgelenkig verbunden ist und der Drehbewegung des Rades folgt, wobei die optische Achse der Bildaufnahmeeinrichtung stets im wesentlichen senkrecht und die Drehachse des Drehgelenks in allen Radstellungen im wesentlichen parallel zur Fahrbahnebene ausgerichtet ist. Pro zu vermessendem Rad ist dabei nur eine Bildaufnahmeeinrichtung notwendig.The object is achieved according to the invention solved by that the image recording device with a wheel to be measured whose wheel rim is pivotally connected and the rotational movement of the Rades follows, the optical axis of the image recording device always essentially vertical and the axis of rotation of the swivel in all wheel positions essentially parallel to the road surface is aligned. There is only one image recording device per wheel to be measured necessary.

Auf besonders einfache Weise ist die Bezugsmerkmalsanordnung im wesentlichen in der Fahrbahnebene im Sehfeld der Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet, so dass ein zusätzliches Anordnen der Bezugsmerkmale etwa senkrecht zur Fahrbahnebene entfällt. Dabei ist das mindestens eine Karosseriemerkmal stets im Sehfeld der Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet und folgt der Bewegung des Kraftfahrzeuges. Das Karosseriemerkmal macht der Auswerteeinrichtung die Lage der Fahrachse des Kraftfahrzeugs relativ zur Markierungseinrichtung bekannt. Somit lässt sich die Lage der Drehachse und/oder die Drehebene das Rades anhand der Lage eines zu ermittelnden Radmerkmals auf einfache Weise bestimmen.In a particularly simple way the reference feature arrangement essentially in the lane plane arranged in the field of view of the image recording device, so that an additional There is no need to arrange the reference features approximately perpendicular to the roadway plane. there is the at least one body feature always in the field of view of the image recording device arranged and follows the movement of the motor vehicle. The body feature makes the evaluation device the position of the driving axis of the motor vehicle known relative to the marking device. So you can the position of the axis of rotation and / or the plane of rotation of the wheel based on the Determine the position of a wheel feature to be determined in a simple manner.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich der Platzbedarf für eine Messung auf einen schmalen Bereich neben dem zu untersuchenden Rad auf einer Länge, die der Vorbeifahrt entspricht, also auf etwa 1/2 Radumfang reduzieren. Eine Vollvermessung ist möglich. Somit ist die Vorrichtung an jedem für die Achs vermessung ausreichend ebenen Messplatz einsetzbar, zumal alle Komponenten leicht zu transportieren sind. Auch der Einsatz im Zusammenhang mit Hebebühnen ist möglich.With the device according to the invention let yourself the space requirement for a measurement on a narrow area next to the wheel to be examined on a length that corresponds to the passing by, so reduce to about 1/2 wheel circumference. A full measurement is possible. Thus, the device on each is sufficient for the wheel alignment level measuring station can be used, especially since all components are easy to transport are. Use in conjunction with lifting platforms is also possible.

Nach Ermittlung des Felgenschlages werden die gesuchten Winkel, wie beispielsweise Spur und Sturz als Größenänderung erster Ordnung von der Kamera erfasst. Dabei ist kein Weitwinkel-Objektiv zur Abdeckung des Fahrweges erforderlich.After determining the rim runout the angles you are looking for, such as track and camber, are as resizing first order captured by the camera. There is no wide-angle lens Coverage of the route required.

Somit kann bei bekanntem Felgenschlag die Bildaufnahmeeinrichtung bei Einstellarbeiten unmittelbar als Winkelmesser dienen. Die bei der Messung von Raumpunkten erforderliche hohe Genauigkeit ist dann nicht mehr nötig.Thus, with known rim runout the image recording device when setting work immediately as Protractor serve. The one required when measuring spatial points high accuracy is then no longer necessary.

Gemäß eines Erfindungsgedankens kann das Radmerkmal durch einen Punkt auf dem Rad identifiziert sein, welcher anhand der Brennweite und der korrigierten Verzeichnung des Objektivs oder dergleichen optischen Eigenschaft der Bildaufnahmeeinrichtung, der Lagen von mindestens drei der Bezugsmerkmale der Bezugsmerkmalsanordnung und der relativen Lage der Bildaufnahmeeinrichtung zur Drehachse des Drehgelenks ermittelt werden kann. Zusätzliche Merkmale sind zur Identifizierung des Radpunktes nicht notwendig.According to an inventive idea the wheel feature can be identified by a point on the wheel be based on the focal length and the corrected distortion the lens or the like optical property of the image recording device, the positions of at least three of the reference features of the reference feature arrangement and the relative position of the image recording device to the axis of rotation of the Swivel joint can be determined. Additional features are used to identify the Wheel point not necessary.

So kann die Drehebene des Rades auf einfache Weise durch Erfassen der Drehbahn des Radmerkmals ermittelt werden, wobei die Translationsbewegungen des Kraftfahrzeugs, die durch die Bewegungsbahn des mindestens einen Karosseriemerkmals ermittelt wird, eliminiert werden.So the level of rotation of the wheel on simp be determined by detecting the trajectory of the wheel feature, the translational movements of the motor vehicle, which is determined by the trajectory of the at least one body feature, are eliminated.

Um eine besonders einfache Handhabung der Bezugsmerkmalsanordnung zu gewährleisten, kann die Bezugsmerkmalsanordnung eine Trägereinheit aufweisen, deren Anordnung im Messraum frei gestaltbar ist und an der die Bezugsmerkmale in Form von Bezugsstrukturen oder speziell angebrachten Bezugsmerkmalen vorgesehen sind. Somit lässt sich die Bezugsmerkmalsanordnung auf die Fahrbahnoberfläche auflegen, so dass das Kraftfahrzeug an der Bezugsmerkmalsanordnung vorbei oder teilweise darüber hinweg fährt.To make handling the Can ensure reference feature arrangement the reference feature arrangement have a carrier unit, the Arrangement in the measuring room can be freely designed and on which the reference features in the form of reference structures or specially attached reference features are provided. So you can place the reference feature arrangement on the road surface, so that the motor vehicle passes the reference feature arrangement or partially above drives away.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Bezugsmerkmalsanordnung und/oder das mindestens eine Karosseriemerkmal als optisch erfassbare Marke ausgeführt, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung zu deren Aufnahme als eine Kamera ausgebildet ist. Insbesondere dann, wenn die optisch erfassbaren Marken durch Leuchtdioden, Lampen, Lichtaustrittsöffnungen von Lichtleitfasern oder dergleichen Lichtquellen gebildet sind, ist ein zuverlässiges Erkennen durch die optische Messeinrichtung gewährleistet.According to a particularly advantageous one embodiment is the reference feature arrangement and / or the at least one body feature as optically detectable mark executed, the image capturing device for capturing it as a camera is trained. Especially when the optically detectable Brands through light-emitting diodes, lamps, light exit openings are formed by optical fibers or the like light sources a reliable Detection guaranteed by the optical measuring device.

Dabei kann zumindest ein Teil der Lichtquellen synchron mit dem Kameraverschluss der Bildaufnahmeeinrichtung aufleuchten. Hierdurch wird eine bessere Unterscheidung einzelner Merkmale zu unterschiedlichen Zeiten ermöglicht.At least part of the Light sources in synchronism with the camera shutter of the image recording device come on. This will make a better distinction between individuals Allows characteristics at different times.

Dazu kann ebenfalls beitragen, dass die Bezugsmerkmalsanordnung und/oder das mindestens eine Karosseriemerkmal eine von der Bildaufnahmeeinrichtung erfassbare Codierung trägt. Diese Codierung kann durch Darstellung von in zeitlicher Abfolge aufleuchtenden Mustern gebildet sein. Auch ist es als weiteres Un terscheidungsmerkmal möglich, dass die Codierung durch Aufleuchten verschiedenfarbiger Lichtquellen in zeitlicher Abfolge gebildet ist. Dafür ist vorgesehen, dass die Bildaufnahmeeinrichtung als Farbkamera ausgebildet ist.This can also contribute to the fact that the reference feature arrangement and / or the at least one body feature carries a code that can be detected by the image recording device. This Coding can be done by displaying flashing in chronological order Patterns. It is also another distinguishing feature possible, that the coding by lighting up different colored light sources is formed in chronological order. It is intended that the Image recording device is designed as a color camera.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Karosseriemerkmal weggelassen werden. Dafür ist an dem Kraftfahrzeug eine von der Bildaufnahmeeinrichtung unabhängig betreibbare weitere Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet, welche die Bezugsmerkmalsanordnung, die entweder im wesentlichen in der Fahrbahnebene oder aber parallel zur Fahrbahnebene oberhalb des Kraftfahrzeuges angeordnet sein kann, erfasst.According to another preferred embodiment the body feature can be omitted. For that is on the motor vehicle can be operated independently of the image recording device further image recording device arranged, which the reference feature arrangement, which are either essentially in the lane level or parallel can be arranged above the motor vehicle to the road surface, detected.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.An embodiment is shown in the drawing and explained in the description below.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Figur zeigt eine digitale CCD-Kamera 10, die an einem Drehzapfen 12 so an einem Rad 14 befestigt ist, dass sie, der Schwerkraft folgend, im wesentlichen senkrecht nach unten in Richtung auf die ebene Fahrbahnoberfläche 16 schaut.The figure shows a digital CCD camera 10 on a pivot 12 so on a wheel 14 is fastened so that, following gravity, it is essentially perpendicular downwards in the direction of the flat road surface 16 looks.

Abweichungen der Zapfenlage gegen die Horizontale können dabei Werte bis ±10° annehmen. Entsprechendes gilt für die Lage der Kamera gegenüber der durch die Vertikale am Prüfplatz definierten idealen Ausrichtung.Deviations of the peg position against the horizontal can take values up to ± 10 °. The same applies to the location of the camera opposite through the vertical at the test station defined ideal orientation.

Der Drehzapfen 12 ist derart an der Radfelge 18 des Rades 14 lösbar befestigt, dass sich seine Lage während der Messprozedur nicht verändern kann und trotzdem ein freies Ausschwingen der Kamera gewährleistet ist. Der Drehzapfen 12 ist mittels einer Schraub-/Klemmverbindung an der Radfelge 18 angebracht. Aber auch andere lösbare Befestigungsmöglichkeiten sind möglich.The pivot 12 is like that on the wheel rim 18 of the wheel 14 releasably attached so that its position cannot change during the measurement procedure and that the camera can still swing out freely. The pivot 12 is by means of a screw / clamp connection on the wheel rim 18 appropriate. However, other detachable fastening options are also possible.

Um die Lage der Kamera 10 und des Drehzapfens 12 relativ zu der zu bestimmenden Drehachse des Rades 14 möglichst gut ermitteln zu können, ist der Drehzapfen 12 etwa auf Höhe des Felgenrandes 20 der Radfelge 18 befestigt. Diese Befestigungsposition ermöglicht immer eine nicht durch das Rad 14 verdeckte Sicht der Kamera 10 auf den Boden.To the location of the camera 10 and the pivot 12 relative to the axis of rotation of the wheel to be determined 14 The pivot is to be able to determine as well as possible 12 about at the level of the rim 20 the wheel rim 18 attached. This mounting position always allows one not through the wheel 14 covert view of the camera 10 on the ground.

Die optische Achse der Kamera 10 und der Drehzapfen 12 bilden in etwa einen rechten Winkel, der aber konstruktiv nicht exakt eingehalten werden muss. Allerdings muss dieser Winkel für jede Kamera/Zapfen-Kombination einmal exakt ermittelt werden, was während der Fertigung erfolgen kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen der optischen Achse der Kamera 10 und dem Drehzapfen 12 größer als 90° ist, damit das Sehfeld der Kamera am Boden außen neben dem Rad liegt.The optical axis of the camera 10 and the pivot 12 form roughly a right angle, which, however, does not have to be followed exactly in terms of design. However, this angle must be determined exactly once for each camera / spigot combination, which can be done during production. It is advantageous if the angle between the optical axis of the camera 10 and the pivot 12 is larger than 90 ° so that the field of view of the camera is on the ground outside of the wheel.

Die Kamera sieht auf dem Boden ein der mittels einer Kabelverbindung angeschlossenen (nicht gezeigten) Auswerteeinrichtung bekanntes Muster aus Bezugsmerkmalen 22, welche eine Bezugsmerkmalsanordnung 24 bilden, die ein Referenzsystem definiert. Die Lage der Bezugsmerkmale 22 ist der Auswerteein richtung durch eine vorangegangene Kalibrierung bekannt. Die Bezugsmerkmalsanordnung 24 wiest eine Trägereinheit beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial auf, deren Anordnung im Messraum frei gestaltet sein kann. Wichtig ist jedoch, dass die Bezugsmerkmalsanordnung 24 während der Messung unverrückbar auf der Fahrbahnoberfläche 16 aufgelegt ist und in sich verwindungssteif aufgebaut ist.On the floor, the camera sees a pattern of reference features known from the evaluation device (not shown) connected by means of a cable connection 22 which a reference feature arrangement 24 form that defines a reference system. The location of the reference features 22 the evaluation device is known from a previous calibration. The reference feature arrangement 24 has a carrier unit, for example made of a plastic material, the arrangement of which can be freely designed in the measuring room. It is important, however, that the reference feature arrangement 24 immovable on the road surface during the measurement 16 is laid on and is torsionally rigid.

Die Bezugsmerkmalsanordnung 24 kann als eine ebene Anordnung aus einer Vielzahl von Leuchtdioden (LEDs) als Bezugsmerkmale 22 ausgebildet sein. Diese können synchron mit dem Kameraverschluss aufleuchten. Auch können Lichtaustrittsöffnungen von geeignet verlegten Lichtleitfasern, in welche Licht eingekoppelt wird, in der Bezugsmerkmalsanordnung 24 oder aber auch im Karosseriemerkmal 28 verwendet werden.The reference feature arrangement 24 can be a flat arrangement of a plurality of light emitting diodes (LEDs) as reference features 22 be trained. These can light up synchronously with the camera shutter. Also, light exit openings of suitably laid optical fibers, into which light is coupled, can be found in the reference repeatedly arrangement 24 or also in the body feature 28 be used.

Die Größe der Bezugsmerkmalsanordnung 24 richtet sich in der Breite, d.h. senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, nach dem Sehfeld der Kamera, welche wiederum durch die Brennweite des Kamera-Objektivs bestimmt ist, und dem maximal möglichen Abstand der Kamera 10 von der Fahrbahnoberfläche 16. Es ist darauf zu achten, dass die Bezugsmerkmalsanordnung 24 die Fläche auf der Fahrbahnoberfläche 16 abdeckt, die bei Lenkeinschlägen des Rades 14 von der Kamera 10 eingesehen werden kann. Die Länge der Bezugsmerkmalsanordnung 24 sollte dabei so bemessen sein, dass das Rad in Geradeausfahrt etwa 1/2 Radumdrehung neben den Bezugsmerkmalen 22 durchführen kann. Eine größere Länge und/oder Merkmalsdichte dient dabei der Erhöhung der Messgenauigkeit.The size of the reference feature arrangement 24 depends on the width, ie perpendicular to the direction of travel of the vehicle, according to the field of view of the camera, which in turn is determined by the focal length of the camera lens, and the maximum possible distance of the camera 10 from the road surface 16 , Care should be taken to ensure that the reference feature arrangement 24 the area on the road surface 16 that covers when the wheel is turned 14 from the camera 10 can be viewed. The length of the feature set 24 should be such that the wheel is about 1/2 a wheel rotation next to the reference features when driving straight ahead 22 can perform. A greater length and / or feature density serves to increase the measuring accuracy.

Die LEDs bzw. Bezugsmerkmale 22 auf der vorzugsweise ebenen Fläche sind so markiert, dass sie von der Auswerteeinrichtung eindeutig zugeordnet werden können. Dabei können die Bezugsmerkmale 22 gegeneinander auf der Ebene der Bezugsmerkmalsanordnung 24 versetzt sein. Bei Verwendung von LEDs können beispielsweise zu bestimmten Zeiten bestimmte Muster als Bild aufleuchten. So wird eine Erkennung, beispielsweise durch die zeitliche Abfolge der Muster, möglich. Auch eine Codierungen über farbige LEDs ist denkbar, sofern die Kamera 10 als eine Farbkamera ausgeführt ist.The LEDs or reference features 22 are marked on the preferably flat surface so that they can be clearly assigned by the evaluation device. The reference features 22 against each other at the level of the reference feature arrangement 24 be offset. When using LEDs, for example, certain patterns can light up as an image at certain times. This enables recognition, for example by the chronological sequence of the patterns. Coding via colored LEDs is also conceivable, provided the camera 10 is designed as a color camera.

Die Kamera 10 sieht immer nur einen Teil der Bezugsmerkmale 22, nämlich diejenigen, die gerade im Sehfeld der Kamera 10 liegen. Da die Bezugsmerkmalsanordnung 24 deutlich größer als das Sehfeld der Kamera 10 ist, kann die genaue Lage der Kamera 10 in einem größeren Raum als nur über dem Sehfeld erfasst werden.The camera 10 always sees only part of the reference characteristics 22 , namely those who are currently in the field of view of the camera 10 lie. Because the reference feature arrangement 24 significantly larger than the field of view of the camera 10 is the exact location of the camera 10 in a larger room than just the field of view.

Zusätzlich zu der Kamera 10 am Drehzapfen 12 und der auf der Fahrbahnoberfläche 16 liegenden Bezugsmerkmalsanordnung 24 ist mindestens eine weitere Marke bzw. LED vorgesehen, die mit der Fahrzeugkarosserie 26 verbunden ist und als Karosseriemerkmal 28 bezeichnet wird. Das Karosseriemerkmal 28 ist durch eine Stabverbindung 30 mittel eines Saugnapfes 32 oder mittels Magnetkraft an der Fahrzeugkarosserie 26 lösbar befestigt.In addition to the camera 10 on the pivot 12 and that on the road surface 16 lying reference feature arrangement 24 At least one further brand or LED is provided, which is connected to the vehicle body 26 is connected and as a body feature 28 referred to as. The body feature 28 is through a rod connection 30 by means of a suction cup 32 or by magnetic force on the vehicle body 26 releasably attached.

Sobald das Kraftfahrzeug an der Bezugsmerkmalsanordnung 24 entlang bewegt wird, wird das Karosseriemerkmal 28 dicht über der Bezugsmerkmalsanordnung 24 bewegt und dort von der Kamera 10 gesehen. Die Aufgabe des Karosserie merkmals 28 ist es, der Auswerteeinrichtung die Lage der Fahrachse des Kraftfahrzeugs relativ zu der Bezugsmerkmalsanordnung 24 bekannt zu machen.Once the motor vehicle is at the reference feature assembly 24 is moved along, the body feature 28 just above the reference feature arrangement 24 moved and there by the camera 10 seen. The job of the body feature 28 is the position of the driving axis of the motor vehicle relative to the reference feature arrangement of the evaluation device 24 to make known.

Die Kenntnis der Lage der Fahrachse erlaubt die Ermittlung des Spurwinkels des untersuchten Rades 14. Ein weiterer Bezug für den Sturzwinkel ergibt sich aus der bekannten Lage der Vertikalen relativ zu der Bezugsmerkmalsanordnung 24.Knowing the position of the driving axis enables the determination of the toe angle of the examined wheel 14 , A further reference for the camber angle results from the known position of the vertical relative to the reference feature arrangement 24 ,

Die Kamera 10 nimmt in zeitlicher Folge eine Reihe von Bildern auf. Aus jedem Bild ist mit Hilfe der bekannten Kameraeigenschaften, die z.B. die Brennweite und korrigierte Verzeichnung des Objektivs umfassen, und den ebenfalls bekannten Lagen von mindestens drei Bezugsmerkmalen 22 bzw. der LEDs in der Bezugsmerkmalsanordnung 24 die Lage eines bestimmten Punktes auf der Sehachse der Kamera 10 sowie die Lage der Sehachse relativ zur Bezugsmerkmalsanordnung 24 eindeutig berechenbar.The camera 10 takes a series of pictures in chronological order. With the help of the known camera properties, which include, for example, the focal length and corrected distortion of the lens, and each of the known positions, each picture is provided with at least three reference features 22 or the LEDs in the reference feature arrangement 24 the location of a particular point on the camera's line of sight 10 and the position of the visual axis relative to the reference feature arrangement 24 clearly predictable.

Unter Zuhilfenahme des bekannten Winkels zwischen der Kamera 10 und dem Drehzapfen 12 ist daraus ein (nicht gezeigter) Punkt auf dem Rad, der sogenannte Radpunkt, berechenbar. Dieser ist unabhängig von der Stellung des Rades in der aktuellen Drehphase. Der Radpunkt ist auch relativ zur Bezugsmerkmalsanordnung 24 definiert.Using the known angle between the camera 10 and the pivot 12 a point (not shown) on the wheel, the so-called wheel point, can be calculated from this. This is independent of the position of the wheel in the current turning phase. The wheel point is also relative to the reference feature arrangement 24 Are defined.

Während der Vorbeifahrt des Rades 14 erhält man bezüglich der Bezugsmerkmalsanordnung 24 als Spur des Radpunktes eine Zykloide. Gleichzeitig wird auch die lineare Spur des Karosseriemerkmals 28 erfasst. Zieht man den Vektor dieser Linearbewegung von der Zykloide in jedem Bild ab, wird aus der Zykloide ein Kreis der, je nach Fahrweg, mehr oder weniger geschlossen ist.While the bike drives past 14 is obtained with respect to the arrangement of the reference features 24 a cycloid as a trace of the wheel point. At the same time, the linear trace of the body feature 28 detected. If the vector of this linear movement is subtracted from the cycloid in each image, the cycloid becomes a circle which, depending on the route, is more or less closed.

Für die Auswertung genügt es, wenn die Ebene, auf der diese Kreispunkte liegen, mit für die Achsvermessung ausreichender Genauigkeit bestimmt werden kann. Die Kenntnis der Lage der Drehebene des Radpunktes relativ zur Bezugsmerkmalsanordnung 24 kann jetzt zurückgerechnet werden auf die Lage der Kamera 10 in der aktuellen Prüfanordnung am Drehzapfen 12. Dieser Vorgang entspricht der Ermittlung des Felgenschlages bei herkömmlichen Achsmess-Systemen.For the evaluation, it is sufficient if the plane on which these circle points lie can be determined with sufficient accuracy for the wheel alignment. Knowledge of the position of the plane of rotation of the wheel point relative to the arrangement of the reference features 24 can now be calculated back to the position of the camera 10 in the current test arrangement on the pivot 12 , This process corresponds to the determination of the rim runout in conventional wheel alignment systems.

Nach Abschluss der Vorbeifahrt können somit mit der Kamera 10 unmittelbar Winkeländerungen durch Reparaturen bzw. Lenkeinschläge erfasst werden. Letzteres ermöglicht dann in bekannter Weise die Ermittlung der Lage der Lenkerachse im Fahrzeugsystem (definiert durch Fahrachse und Vertikale), was unter dem Begriff „Vollvermessung" bekannt ist.After completing the pass you can use the camera 10 Immediate changes in angle due to repairs or steering locks are recorded. The latter then enables, in a known manner, the determination of the position of the handlebar axis in the vehicle system (defined by the driving axis and vertical), which is known as "full measurement".

Gemäß einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform der Erfindung kann das Karosseriemerkmal 28 weggelassen werden. Dafür ist an dem Kraftfahrzeug eine von der Bildaufnahmeeinrichtung 10 unabhängig betreibbare weitere Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet, welche die Bezugsmerkmalsanordnung 24 erfasst. Während der Vorbeifahrt des Rades 14 kann auch damit die Lage der Fahrachse bezüglich der Bezugsmerkmalsanordnung 24 bestimmt werden.According to a further embodiment (not shown) of the invention, the body feature 28 be omitted. For this there is one of the image recording device on the motor vehicle 10 arranged independently operable further image recording device which the reference feature arrangement 24 detected. While the bike drives past 14 can also the position of the driving axis with respect to the reference feature arrangement 24 be determined.

Alternativ kann die Bezugsmerkmalsanordnung 24 im Sehfeld der Bildaufnahmeeinrichtung 10, und falls vorgesehen, der weiteren Bildaufnahmeeinrichtung in besonders vorteilhafter Weise parallel zur Fahrbahnebene oberhalb des Kraftfahrzeuges, beispielsweise an der Decke einer Werkstatt, angeordnet sein. Die Bildaufnahmeeinrichtung 10 und eventuell auch die weitere Bildaufnahmeeinrichtung werden in diesem Fall so montiert, dass sie im wesentlichen vertikal nach oben gerichtet sind.Alternatively, the reference feature arrangement 24 in the field of view of the image recording device 10 , and if provided, the further image recording device can be arranged in a particularly advantageous manner parallel to the roadway level above the motor vehicle, for example on the ceiling of a workshop. The image capture device 10 and possibly also the other image acquisition device which in this case are mounted so that they are directed essentially vertically upwards.

Claims (13)

Vorrichtung zur Bestimmung der Rad- und/oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen in einem Messraum mittels einer optischen Messeinrichtung mit mindestens einer Bildaufnahmeeinrichtung (10), die eine Markierungseinrichtung einschließlich mindestens eines Karosseriemerkmals (28) und einer Bezugsmerkmalsanordnung (24) erfasst, und mit einer Auswerteeinrichtung, wobei die Lage der Bezugsmerkmale (22) in dem Messraum in der Auswerteeinrichtung bekannt ist und die Erfassung der Markierungseinrichtung während der Fahrt des Kraftfahrzeuges erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (10) mit einem zu vermessenden Rad (14) an dessen Radfelge (18) drehgelenkig verbunden ist und der Drehbewegung des Rades (14) folgt, wobei die optische Achse der Bildaufnahmeeinrichtung (10) stets im wesentlichen senkrecht und die Drehachse (12) des Drehgelenks in allen Radstellungen im wesentlichen parallel zur Fahrbahnebene (16) ausgerichtet ist, dass die Bezugsmerkmalsanordnung (24) im wesentlichen in der Fahrbahnebene (16) im Sehfeld der Bildaufnahmeeinrichtung (10) angeordnet ist, dass das mindestens eine Karosseriemerkmal (28) stets im Sehfeld der Bildaufnahmeeinrichtung (10) angeordnet ist und der Bewegung des Kraftfahrzeuges folgt, und dass die Lage der Drehachse und/oder die Drehebene das Rades (14) anhand der Lage eines zu ermittelnden Radmerkmals bestimmbar ist.Device for determining the wheel and / or axle geometry of motor vehicles in a measuring room by means of an optical measuring device with at least one image recording device ( 10 ), which is a marking device including at least one body feature ( 28 ) and a reference feature arrangement ( 24 ) and with an evaluation device, the position of the reference features ( 22 ) is known in the measuring room in the evaluation device and the detection of the marking device takes place while the motor vehicle is moving, characterized in that the image recording device ( 10 ) with a wheel to be measured ( 14 ) on the wheel rim ( 18 ) is pivotally connected and the rotational movement of the wheel ( 14 ) follows, the optical axis of the image recording device ( 10 ) always essentially vertical and the axis of rotation ( 12 ) of the swivel joint in all wheel positions essentially parallel to the road surface ( 16 ) is aligned that the reference feature arrangement ( 24 ) essentially in the road level ( 16 ) in the field of view of the image recording device ( 10 ) is arranged that the at least one body feature ( 28 ) always in the field of view of the image recording device ( 10 ) is arranged and follows the movement of the motor vehicle, and that the position of the axis of rotation and / or the plane of rotation of the wheel ( 14 ) can be determined based on the location of a wheel feature to be determined. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Radmerkmal durch einen Punkt auf dem Rad (14) identifiziert ist, welcher anhand der Brennweite und der korrigierten Verzeichnung des Objektivs oder dergleichen optischen Eigenschaft der Bildaufnahmeeinrichtung (10), der Lagen von mindestens drei der Bezugsmerkmale (22) der Bezugsmerkmalsanordnung (24) und der relativen Lage der Bildaufnahmeeinrichtung (10) zur Drehachse (12) des Drehgelenks ermittelbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the wheel feature by a point on the wheel ( 14 ) is identified, which is based on the focal length and the corrected distortion of the lens or the like optical property of the image recording device ( 10 ), the locations of at least three of the reference features ( 22 ) of the reference feature arrangement ( 24 ) and the relative position of the image recording device ( 10 ) to the axis of rotation ( 12 ) of the swivel joint can be determined. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Drehebene des Rades (14) durch Erfassen der Drehbahn des Radmerkmals erfolgt, wobei die Translationsbewegung des Kraftfahrzeugs, die durch die Bewegungsbahn des mindestens einen Karosseriemerkmals (28) ermittelt wird, eliminiert wird.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the determination of the plane of rotation of the wheel ( 14 ) by detecting the trajectory of the wheel feature, the translational movement of the motor vehicle caused by the trajectory of the at least one body feature ( 28 ) is determined, is eliminated. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsmerkmalsanordnung (24) eine Trägereinheit aufweist, deren Anordnung im Messraum frei gestaltbar ist und an der die Bezugsmerkmale in Form von Bezugsstrukturen oder speziell angebrachten Be zugsmerkmalen vorgesehen sind:Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reference feature arrangement ( 24 ) has a carrier unit, the arrangement of which can be freely designed in the measuring room and on which the reference features are provided in the form of reference structures or specially attached reference features: Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsmerkmalsanordnung (24) und/oder das mindestens eine Karosseriemerkmal (28) als optisch erfassbare Marken ausgebildet sind und die Bildaufnahmeeinrichtung (10) eine Kamera ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the reference feature arrangement ( 24 ) and / or the at least one body feature ( 28 ) are designed as optically detectable marks and the image recording device ( 10 ) is a camera. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch erfassbaren Marken durch Leuchtdioden, Lampen, Lichtaustrittsöffnungen von Lichtleitfasern oder dergleichen Lichtquellen gebildet sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the optically detectable marks by LEDs, lamps, Light exits are formed by optical fibers or the like light sources. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Lichtquellen synchron mit dem Kameraverschluss der Bildaufnahmeeinrichtung (10) aufleuchten.Apparatus according to claim 6, characterized in that at least some of the light sources in synchronism with the camera shutter of the image recording device ( 10 ) light up. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsmerkmalsanordnung (24) und/oder das mindestens eine Karosseriemerkmal (28) eine von der Bildaufnahmeeinrichtung (10) erfassbare Codierung trägt.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reference feature arrangement ( 24 ) and / or the at least one body feature ( 28 ) one from the image recording device ( 10 ) carries detectable coding. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung durch Darstellung von in zeitlicher Abfolge aufleuchtenden Mustern gebildet ist.Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that that the coding by displaying patterns that light up in chronological order is formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung durch Aufleuchten verschiedenfarbiger Lichtquellen in zeitlicher Abfolge gebildet und die Bildaufnahmeeinrichtung (10) eine Farbkamera ist.Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the coding is formed by lighting up differently colored light sources in chronological order and the image recording device ( 10 ) is a color camera. Vorrichtung zur Bestimmung der Rad- und/oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen in einem Messraum mittels einer optischen Messeinrichtung mit mindestens einer Bildaufnahmeeinrichtung (10), die eine Markierungseinrichtung einschließlich einer Bezugsmerkmalsanordnung (24) erfasst, und mit einer Auswerteeinrichtung, wobei die Lage der Bezugsmerkmale (22) in dem Messraum in der Auswerteeinrichtung bekannt ist und die Erfassung der Markierungseinrichtung während der Fahrt des Kraftfahrzeuges erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (10) mit einem zu vermessenden Rad (14) an dessen Radfelge (18) drehgelenkig verbunden ist und der Drehbewegung des Rades (14) folgt, wobei die optische Achse der Bildaufnahmeeinrichtung (10) stets im wesentlichen senkrecht und die Drehachse (12) des Drehgelenks in allen Radstellungen im wesentlichen parallel zur Fahrbahnebene (16) ausgerichtet ist, dass an dem Kraftfahrzeug eine von der Bildaufnahmeeinrichtung (10) unabhängig betreibbare weitere Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet ist, welche die Bezugsmerkmalsanordnung (24) erfasst, und dass die Lage der Drehachse und/oder die Drehebene das Rades (14) anhand der Lage eines zu ermittelnden Radmerkmals bestimmbar ist.Device for determining the wheel and / or axle geometry of motor vehicles in a measuring room by means of an optical measuring device with at least one image recording device ( 10 ), the marking device including a reference feature arrangement ( 24 ) and with an evaluation device, the position of the reference features ( 22 ) is known in the measuring room in the evaluation device and the detection of the marking device takes place while the motor vehicle is moving, characterized in that the image recording device ( 10 ) with a wheel to be measured ( 14 ) on the wheel rim ( 18 ) is pivotally connected and the rotational movement of the wheel ( 14 ) follows, the optical axis of the image recording device ( 10 ) always essentially vertical and the axis of rotation ( 12 ) of the swivel joint in all wheel positions essentially parallel to the road surface ( 16 ) is aligned so that one of the image recording device ( 10 ) independently operable further image recording device is arranged, which the Reference feature arrangement ( 24 ) and that the position of the axis of rotation and / or the plane of rotation of the wheel ( 14 ) can be determined based on the location of a wheel feature to be determined. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsmerkmalsanordnung (24) im wesentlichen in der Fahrbahnebene (16) im Sehfeld der Bildaufnahmeeinrichtung (10) und der weiteren Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet ist.Device according to claim 11, characterized in that the reference feature arrangement ( 24 ) essentially in the road level ( 16 ) in the field of view of the image recording device ( 10 ) and the further image recording device is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsmerkmalsanordnung (24) parallel zur Fahrbahnebene und oberhalb des Kraftfahrzeuges im Sehfeld der Bildaufnahmeeinrichtung (10) und der weiteren Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet ist.Device according to claim 11, characterized in that the reference feature arrangement ( 24 ) parallel to the road level and above the motor vehicle in the field of view of the image recording device ( 10 ) and the further image recording device is arranged.
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